芻議水文地質勘察的內容及勘察技術

汪 祥

(貴州省建維水利水電工程有限責任公司，貴陽 550000)

1 工程概況

高寨水庫是一座以民灌溉為主小(1)水庫，大壩距余慶縣61 km，距構皮灘鎮14 km。有簡易公路通過大壩的左壩肩，交通方便。水庫壩址以上流域面積6.8 km2，水庫總庫容240萬m2，樞紐建筑物有大壩、溢洪道等為4級建筑物。水庫按50 a一遇(P=3%)洪水設計，50 a一遇(P=0.3%)洪水校核。工程以灌溉為主，設計灌溉面積333.3 hm2。

水庫建成運行至今，存在的問題有:①水庫經過近50 a的運行，水庫設備、設施年久失修，處于帶病運行狀態;②大壩下游為均質土壩，多處滲漏，浸潤面積、滲漏量逐年加大;③大壩上游壩面干砌石護坡，施工資料較差，長期受庫水浪蝕、淘蝕作用，護坡塊石大面積垮塌，壩面剝蝕現象較嚴重;④高涵位于大壩左壩段壩體內，涵洞閘門關閉不嚴，壩體與洞體結合不好，夯壓不實，未作防滲等止水措施，工程運行多年，在一定庫水壓力下擊穿砌體勾縫而產生多出滲漏;⑤涵洞座落在基巖上，運行中發現有滲漏，其滲漏量逐年增大，多集中在壩軸線以上的側墻和頂部，以射流狀和滴狀滲漏為主，另外壩軸線以下以浸潤滲漏為主。

于該工程出現上述情況，通過對該水庫大壩安全各方面綜合評價，鑒定高寨水庫大壩安全類別為三類壩。對水庫進行除險加固是非常必要的。

2 工程分析

2.1 水文氣象及地質條件

2.1.1 水文概況

高寨水庫位于余慶縣構皮灘鎮高寨村境內水車河上游小支溝上，流域山頂高程1 256.8 m，根據1∶10 000地形圖量算，流域面積6.8 km2，主河道長3.7 km，平均比降48%。

2.1.2 氣象概況

水庫所在區域屬中亞熱帶季風型氣候，四季分明，降水較豐泗，據鄰近余慶縣氣象臺資料統計:多年平均降水量995 mm;多年平均氣溫15℃，實測最高氣溫37℃，實測最低氣溫－4℃;多年平均相對濕度81%，多年平均日照1 128 h，多年平均無霜285 d，多年平均最大風速9.3 m/s，實測最大風速16.3 m/s。

2.1.3 地質概況

高寨水庫區位于銀盤山倒轉向斜東南部，距白水破斷層＞1 km，水庫周邊山體海拔1 000～1 100 m，為中低山谷地貌，巖層倒轉，巖層產狀N40—50°E/SE＜55—75°，兩岸坡度10°～35°巖層傾向右岸，庫區由庫尾至壩址岀露地層均為寒武系中上統婁山關群(∈2～3LS)，為其巖性:灰色厚層白云質灰巖、白云巖組成、厚度約637～927 m，岀露于水庫區及大壩右岸。整個庫區內工程地質條件良好，區域內為遭受較大的斷裂構造所破壞，巖溶不發育，巖性單一，連續完整。

庫區構造簡單，巖性單一，無斷裂，僅發育2組裂隙等。

2.2 大壩滲漏現狀及原因分析

水庫滲漏水庫離大型構造的切割，主要以裂隙切割為主，規模小，巖溶的發布高層都較高(高于正常水位以上)，水庫區周邊封閉，兩岸山體雄厚，庫周岀露的穩定泉點其岀露高層均高于水庫正常水位，通過水庫多年蓄水運行觀測為發現水庫滲漏。

2.3 主要施工內容

工程建設內容為大壩整治工程:①上游壩坡干漿石護坡拆除，土方填筑，砂石墊層，C15混凝土預制塊護坡，下游為土方填筑，排水棱體修整，下游草皮護坡;②大壩防滲灌漿:大壩壩體為劈裂灌漿，壩基帷幕灌漿共計鉆灌進尺2 689M;③溢洪道改造工程:C25鋼筋混凝土橋、石方開挖，M7.5漿砌筑，C20混凝土澆注;④新建放水涵洞工程:隧洞石方開挖，C20混凝土襯砌及放水設施;⑤金屬結構設備及安裝工程:Ф500雙向轉動閘門及啟閉機安裝。

3 水文地質勘察的主要內容

水文地質勘察內容包括:①地下水類型以及含水層的分布，水文地質勘察得首先內容是，地下水類型，含水層層次、分布以及埋藏深度等信息，參見表1;②地下水靜止水位及其變化幅度;③地下水位的變化受到地形、氣象、水文以及人為等各方面因素的影響;④地下水的補給、徑流以及排泄的條件，主要從地形地貌、氣象、水文、地質結構、含水層分布條件及動態變化等方面進行分析;⑤水文地質參數的測定，根據工程要求，過過各種水文試驗測定相關的水文地質參數;⑥分析預測開采地下水引起的不良影響，以便及時采取應對措施。

表1 不同巖石所賦存的地下水類型

4 水文地質勘察的主要方法和技術手段

4.1 水文地質測繪

水文地質測繪技術主要應用于初步設計，測繪的主要包括，勘察分析地下水的類型、分布狀況、確定邊界以及分析水循環系統。具體是指根據一定比例尺的地質圖或者地形圖，進行觀測和記錄。在現階段，遙感影像技術廣泛應用于測繪過程，在很大程度上有利于縮短測繪時間、提高測繪的質量。需要注意的是，測繪觀測點一般選在地質地貌界線、地質災害點等地方。水文地質測繪一般在降水較少的季節進行溪溝測流，在雨季主要是對重要井、泉進行仔細的復查，有利于獲取準確的地下水的整體變化規律。

4.2 物探技術。

在水文地質勘察中，物探屬于比較先進的技術手段。通過物探可以查明巖溶發育段的分布情況、含水層的具體位置，斷裂富水帶的位置、以及咸淡水的分界等情況。在實際使用中，一般采取多種方法配合使用，以有針對性的進行水文地質勘察。物探測井技術尤其是數字測井技術的應用，大大提高了物探的工作效率。在實際應用中，物探測井技術和鉆探技術結合起來，可以更為準確的確定水文地質的情況。

4.3 鉆探技術

一般來說測繪和物探是鉆探的基礎，然后再通過鉆孔確定地質水文條件的具體信息。勘探線和點的布置要合理，鉆孔結構要和抽水實驗、成井相一致。在含水層邊緣的設置鉆孔，是為了勘察邊界的具體位置以及其性質。鉆孔的布置要和取水工程相協調，這樣有利于盡將部分鉆孔孔作為探采結合孔，有利于節約成本。

4.4 抽水測試

鉆孔抽水試驗是水文地質測試的重要內容，為進行地下水水量的計算提供必要的數據支持。抽水測試一般選擇富水性地帶。在實際操作中要注意以下方面:抽水試驗孔的設計要勘探孔的設計相一致;抽水井的設計要和生產井保持一致性;抽水的強度要以設計取水量作為參照標準;觀測孔要分布在整個觀測區域，以增強數據的準確性;抽水時間一般選擇枯水季節，這樣可以獲得較大的降深、準確分析水位的變化趨勢，提高計算的精確度。抽水試驗的持續時間比較長，一般需30多天。

4.5 動態監測

對地下水進行動態的檢測，主要內容包括勘察地下水的形成條件、水質、水量，分析可能對地下水動態的產生影響的氣象和人為等因素，分析開采地下水可能帶來的影響。為施工和建設提供參考和依據，以便及時采取應對措施。

5 結論

綜上所述，水文地質勘察的類型包括綜合水文地質勘察、供水水文地質勘察、工程水文地質勘察、特殊項目水文地質勘察四種。水文地質勘察的主要內容有地下水類型和含水層的分布、埋藏情況、地下水靜止水位及其變化幅度、地下水的補給、徑流、排泄條件、測定水文地質參數等方面。水文地質勘察的主要方法和技術有測繪、物探、鉆探、測試、實驗、監測等。

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